La banda prohibida es la diferencia de energía entre la banda de conducción más baja y banda de valencia más alta En un semiconductor. La distancia entre la banda de conducción y la banda de valencia de los electrones se conoce como banda prohibida. La energía mínima necesaria para excitar un electrón hasta una condición en la banda de conducción donde pueda conducir está representada esencialmente por la banda prohibida.
La banda de valencia es el nivel de energía más bajo; por lo tanto, si hay un espacio entre ella y el nivel de energía más alto banda de conducciónSe debe añadir energía para que los electrones se liberen. La magnitud y la existencia de esta banda prohibida permiten distinguir entre conductores, semiconductores y aislantes.
¿En qué se diferencian los conductores, aislantes y semiconductores en su banda prohibida?
Los diferentes intervalos de banda muestran cómo los semiconductores, aislantes y conductores tienen intervalos de banda de diferentes tamaños. Las características únicas de los materiales se deben en parte a la magnitud de este intervalo de banda. En los aislantes, existe un intervalo de banda significativo. separando los electrones en la banda de valencia de aquellos en la banda de conducción. Esto indica que existe una importante brecha de energía prohibida que impide que los electrones del espacio de valencia salten al espacio de conducción y participen en la conducción. Esto explica por qué los aislantes no conducen la electricidad eficientemente.
La banda de valencia y la banda de conducción se superponen en los conductores. Los electrones de valencia tienen prácticamente libertad para entrar en la banda de conducción y participar en la conducción como resultado de esta superposición. Solo una parte de los electrones de valencia puede atravesar la sustancia debido a... superposición parcial, pero esto todavía es suficiente para hacer que los conductores sean conductores.
¿Cómo se rellena la banda prohibida en los semiconductores?
El hueco en los semiconductores se puede rellenar con algún tipo de estimulación, posiblemente del sol en el caso de Fotovoltaico Celdas. El espacio tiene un tamaño intermedio entre el de un aislante y el de un conductor. En este modelo, un número limitado de electrones puede entrar en la banda de conducción y conducir una cantidad muy pequeña de electricidad.
El hueco electrónico dejado por la activación de este electrón también permite que se produzcan otros procesos de conducción. El electrón de un átomo cercano puede ocupar esta vacante, iniciando... una cascada de huecos y movimiento de electrones Esto genera corriente. La conductividad de este material se puede aumentar drásticamente añadiendo una pequeña cantidad de material dopante.
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La cantidad mínima de energía necesaria para que los electrones en las capas más externas de una sustancia se separen de sus átomos originales se conoce como banda prohibida o banda prohibida de energía. Estos electrones participan en la conducción. Dado que siempre hay electrones libres disponibles para la conducción incluso al aplicar el potencial eléctrico más pequeño, Los buenos conductores tienen una banda prohibida cero.
Sus bandas de valencia y conducción se superponen. Dado que liberar un electrón de su átomo original requiere mucha energía, los aislantes presentan bandas prohibidas extraordinariamente altas. Los semiconductores tienen energías de banda intermedia en la escala de electronvoltios. Para reducir el potencial de un electrón en un voltio, se necesita un electronvoltio (1 ev).
